[发明专利]一种利用含氮材料吸附分离钯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钯元素分离技术领域，具体涉及一种利用含氮材料吸附分离钯的方法。

背景技术

贵金属钯具有特殊的结构，对氢气和氧气有特殊的吸附能力，因此，在工业催化领域占有无法取代的地位。

钯除了具有优良的催化活性之外，在很宽的温度范围内能保持化学惰性且具有熔点高、耐摩擦、耐腐蚀、延展性强、热电稳定性强等特性，被广泛应用于国民工业的各个领域。

目前，我国钯资源储量有限，产量很低，远远不能满足现代化学工业的需要，大部分依赖进口，且价格昂贵。现有技术中，钯金属的制备与来源主要通过以下三个途径：

(1)天然含钯矿产资源的利用；

(2)从铜镍硫化矿副产品中对钯进行回收利用；

(3)工业废气钯催化剂等含钯二次资源的回收利用。

通过这三种途径获得的钯等金属资源有限，且随着钯资源损耗的增加，难以实现可持续利用。

近年来核电由于能量密度大、污染少，不会排放造成温室效应气体而得到蓬勃发展，然而核电运行当中会不可避免地产生乏燃料。乏燃料后处理所产生的高放废液(HLLW)，是一种高酸性、高放射性和高毒性的混合溶液，其中含有一定量的Pd¹⁰⁷，钯的半衰期为6.5×10⁶年，放射性周期长、危害大且含量高，如果能够进行实现回收利用，意义重大，但是，现阶段高放废液中钯元素的分离尚处于研究阶段，还没有找到高效率的回收途径。

发明内容

本发明提供了一种利用含氮材料吸附分离钯的方法，操作简单，选择性好，分离效率高，易于进行工业化推广应用。

一种利用含氮材料吸附分离钯的方法，包括如下步骤：将吸附剂与含有多种金属离子的硝酸水溶液混合，硝酸水溶液中的钯离子被吸附剂吸附分离，所述吸附剂由如结构式I所示的化合物负载在载体上制成：

其中，R为C₁-C₁₀的直链烷基取代基、C₁-C₁₀的环烷基类取代基或C₁-C₁₀的苯环取代基。

本发明中吸附剂由疏水性2,9-二(5,9,9-三甲基-5,6,7,8-四氢-5,8-亚甲基苯并[e](1,2,4-三嗪-3-基))-[2,2']-1,10-二氮杂菲(R-BTPhen)(如结构式I所示)和载体按一定比例进行复合制备得到。

作为优选，每克吸附剂与20～30毫升硝酸水溶液混合。本发明提供的吸附剂选择性好，分离效率高。

作为优选，所述吸附剂由如结构式II所示的化合物负载在载体上制成：

本发明中，所述载体为被覆聚合物的大孔SiO₂。

所述被覆聚合物的大孔SiO₂为硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物(SiO₂-P)，是一类新型无机/有机载体材料，美国专利US6843921中公开了SiO₂-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，SiO₂-P是一种含多孔二氧化硅载体颗粒的有机高聚合物复杂载体，其制备方法如下：

(1)将大孔的SiO₂用浓硝酸洗涤、抽滤、去离子水洗至中性，重复10余次，干燥。

(2)真空并有氩气保护条件下，以1,2,3-三氯丙烷和m-二甲苯为溶剂，向大孔SiO₂中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基临苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸钠，0.56gα,α-偶二异丁腈和0.57g1,1′-偶二环己胺-1-腈，由室温逐步加热到90℃，并保持13小时，之后，逐步冷却至室温。

(3)分别用丙酮和甲醇洗涤、抽滤上述产物，重复10余次，干燥。

本发明中，所述吸附剂的制备方法如下：

将如结构式I所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体混合均匀，经旋蒸干燥后，得到吸附剂。

作为优选，将如结构式II所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体混合均匀，经旋蒸干燥后，得到吸附剂。

旋蒸时，使大部分二氯甲烷挥发至近干状态，在毛细作用以及物理吸附作用下，化合物分子进入载体的空隙中，然后将近干状态的物料在45～55℃下真空干燥至少24小时，得到吸附剂。